Válvula de bola forjada

¿Qué es una válvula de bola forjada? 

Una válvula de bola forjada es una válvula que funciona utilizando un componente en forma de bola para abrir y cerrar el flujo de fluido. La válvula se fabrica mediante el método de forja. El método de forja consiste en dar forma a materiales metálicos y aleaciones en estado sólido. Las herramientas de tamaño industrial y el calor proporcionan fuerzas de compresión que doblan las aleaciones y los metales. También se utilizan matrices para dar forma y cortar los materiales a la válvula de bola forjada. Dependiendo del material utilizado para fabricar la válvula, el forjado puede realizarse a distintas temperaturas. La fabricación mediante el método de forja tiene ciertas ventajas, como el ahorro de materiales. Además, como estas válvulas se fabrican mediante forja, se necesita poco esfuerzo para remodelar el material y darle la forma y el tamaño adecuados, lo que reduce el coste total de la válvula. La mayoría de los usuarios de válvulas prefieren las válvulas de bola forjadas porque son resistentes, lo que las hace ideales para su uso en aplicaciones de alta presión y alta temperatura. Además, gracias al método de fabricación por forja, la estructura del grano del material se refina, lo que aumenta su resistencia general y a los impactos. 

Figura: Válvula de bola forjada

 

Componentes de una válvula de bola forjada 

Palanca manual/volante 

El volante o palanca manual de una válvula de bola forjada es donde el operador de la válvula aplica la fuerza para girar la válvula y cerrar o abrir el paso del fluido. 

Vástago 

El vástago de una válvula de bola forjada conecta la bola y el volante. Garantiza la transmisión de la fuerza de la palanca manual a la bola cuando el operario necesita accionar la válvula. 

Bola 

Se trata de un componente en forma de bola con un orificio pasante. La bola abre el paso del fluido cuando el orificio se alinea con la tubería que transporta el fluido y se cierra cuando se alinea en un ángulo de 90º.^o grados a la misma tubería. El trabajo de la bola es cerrar o abrir la válvula según sea necesario. 

Asiento 

El asiento es un componente destinado a sellar el interior de la válvula y distribuir uniformemente la tensión de asiento de la bola. También evita la fuga de fluido entre la bola y el cuerpo de la válvula cuando ésta está cerrada. Los fabricantes de válvulas de bola forjadas fabrican los asientos con materiales metálicos o blandos, como caucho y plástico. La elección del material del asiento depende del área de aplicación y de las temperaturas previstas del fluido. Para líquidos calientes, se utilizan asientos metálicos, mientras que para temperaturas inferiores a 65^oC, se utilizan materiales blandos. 

Cuerpo de la válvula 

El cuerpo de la válvula, también conocido como carcasa de la válvula, cubre todas las piezas internas de la bomba, como la bola, los asientos, las juntas y los anillos. El cuerpo proporciona los puertos de entrada y salida de la válvula para el flujo de fluido. También ayuda a evitar que entren contaminantes y sólidos en la bomba. 

Capó 

El bonete está montado sobre el cuerpo de la válvula y ambos están unidos mediante tornillos y tuercas. La función del bonete es cubrir el vástago y la empaquetadura de la válvula. También mejora la seguridad del vástago y la empaquetadura. 

Embalaje 

La empaquetadura es una junta que impide la fuga de fluido alrededor del vástago. También impide la entrada de suciedad y sólidos en la bomba a través del vástago. 

Figura: Componentes de una válvula de bola forjada.

 

¿Cómo funciona una válvula de bola forjada? 

Una válvula de bola forjada cierra o abre el paso del líquido en función de la alineación del orificio central de la bola con el orificio de entrada de la válvula. La bola recibe la fuerza de apertura/cierre del volante o palanca manual a través del vástago. La válvula se abre cuando el volante gira en el sentido de las agujas del reloj hasta formar un ángulo de 90º.^o grados. Al girar el volante se fuerza la rotación del vástago. Como el vástago y la bola están conectados, la bola también realiza la misma rotación en el sentido de las agujas del reloj. Debido a que la bola gira un cuarto de vuelta, hace que el orificio en su centro quede alineado con la entrada de la válvula y la tubería conectada a la válvula. De este modo, la válvula queda abierta, permitiendo que el líquido fluya a través de ella.

La válvula se cierra al girar el volante en sentido contrario a las agujas del reloj durante otros 90°.^o grados. De este modo, el orificio central de la bola queda perpendicular a la tubería conectada a la válvula. Esta disposición cierra el paso del fluido, con lo que la válvula queda cerrada. Debido al asiento de la válvula, al fluido le resulta difícil filtrarse o fluir a través de ella. La válvula también puede utilizarse para estrangular, girando ligeramente la palanca manual. Esto permite una cierta cantidad de flujo de fluido. Sin embargo, el uso de una válvula de bola forjada para estrangular el flujo en condiciones de alta presión hace que los asientos de la válvula se desgasten rápidamente. 

Figura: Funcionamiento de una válvula de bola forjada.

 

Tipos de válvulas de bola forjadas 

Válvulas de bola forjadas de tres vías 

Este tipo de válvula tiene tres puertos, a diferencia de la más común que tiene dos puertos (entrada y salida). Los fabricantes de válvulas de bola forjada diseñan esta válvula para mezclar y desviar el flujo de fluidos en diferentes aplicaciones industriales. Esta válvula es ventajosa porque realiza el trabajo que pueden hacer dos o más válvulas. La válvula funciona girando la bola mediante el volante. La rotación de la bola alinea sus canales de corte centrales con los puertos de entrada y salida de la válvula. Existen dos versiones de la válvula: la versión en T y la versión en L. La válvula con orificio de corte en forma de L permite el flujo de fluido a una velocidad de 90^o grados de un puerto a otro. La válvula tiene dos entradas y una salida. En el caso de la válvula en forma de L, el fluido puede fluir desde dos entradas diferentes hasta la salida con un ángulo de 90º.^o grados.

Figura: Válvula de bola forjada T y L.

La válvula en T también se conoce como válvula de bola forjada mezcladora. También se utiliza para dirigir el flujo de fluido de derecha, izquierda o recto. Dado que la válvula puede combinar dos corrientes de fluido en una sola corriente de salida, esta válvula es buena en aplicaciones que necesitan mezcla de fluidos, como las químicas y farmacéuticas. 

Figura: Válvula de bola forjada de tres vías

 

Válvula de bola forjada de entrada lateral. 

Una válvula de bola forjada de entrada lateral es una válvula en la que la bola se ensambla por sus lados. El ensamblaje une dos o tres piezas del cuerpo de la válvula. Pernos o espárragos ensamblan cada parte del cuerpo para unirlas en dos piezas. El ensamblaje se realiza después de forjar cada pieza del cuerpo de la válvula. Los tipos de válvula de entrada lateral tienen la ventaja de reducir los defectos comunes cuando la válvula se fabrica mediante el método de fundición. La válvula también tiene la ventaja de ser fácil de montar y de que las piezas de ajuste son fáciles de alinear. Estas válvulas están muy extendidas en el mercado y las industrias debido a su facilidad de montaje, reparación y limpieza.

Figura: Válvula de bola forjada de entrada lateral.

Válvula de bola forjada de entrada superior. 

La válvula de bola forjada de entrada superior es aquella en la que la bola se monta desde el lado superior. Esta válvula es similar a la válvula de globo, pero utiliza una bola para controlar el flujo de fluido. La válvula está formada por un solo cuerpo. Los fabricantes de válvulas de bola forjada recomiendan el uso de esta válvula cuando el desmontaje para el mantenimiento de las piezas internas es mínimo. Esta válvula es sólida y adecuada para aplicaciones de servicio pesado que implican caudales y presiones elevados. La construcción de esta válvula permite una conexión roscada mínima, lo que reduce la posibilidad de fugas de fluido. 

Figura: Válvula de bola de entrada superior forjada.

Válvula de bola forjada de un solo cuerpo. 

Se trata de una válvula de bola forjada en la que el cuerpo está formado por una sola pieza. Este tipo de válvula es muy fiable, ya que apenas presenta fugas de fluido, habituales en otras válvulas cuyo cuerpo se une mediante pernos. La válvula también tiene la ventaja de ser de pequeño tamaño y bajo coste. Sin embargo, esta válvula no puede abrir su cuerpo para su reparación, mantenimiento o limpieza. Una vez que la válvula se estropea, deja de ser útil. La válvula de bola forjada de un solo cuerpo es la mejor para aplicaciones de pequeño caudal y presión que impliquen fluidos limpios libres. 

Figura: Válvula de bola forjada de un solo cuerpo.

Válvula de bola forjada con cuerpo de dos piezas. 

Se trata de la válvula de bola forjada que tiene dos piezas del cuerpo de la válvula. Una de las piezas contiene la junta de extremo y el cuerpo, mientras que la segunda pieza se une a la primera para fijar el embellecedor de la válvula en una posición adecuada. Una de las principales ventajas de utilizar esta válvula es que es fácil de montar y desmontar para su reparación, mantenimiento y limpieza. Sin embargo, hay que desmontarla por completo del sistema de tuberías para separar las dos piezas. Si comparamos esta válvula con el tipo de cuerpo único, es mucho mejor, ya que admite presiones y caudales más elevados y se puede reparar. 

Figura: Válvula de bola forjada de dos piezas.

 

Aplicaciones de las válvulas de bola forjadas 

• Las válvulas de bola forjada se utilizan en centrales eléctricas que controlan el flujo de agua a alta presión y temperatura. 
• Se utilizan en plantas de desalinización y tratamiento de aguas. 
• Estas válvulas se utilizan para gestionar el caudal de agua en el sistema de riego. 
• Las válvulas de bola forjada se utilizan en plantas de fabricación de productos químicos para controlar el flujo de reactivos. 
• Se utilizan en la industria farmacéutica.
• Estas válvulas se utilizan en plantas de procesamiento de alimentos y bebidas. 
• Se utilizan en el transporte de agua municipal y doméstica. 
• Las válvulas de bola forjada se utilizan para controlar el caudal de petróleo y gas. 

 

Ventajas de las válvulas de bola forjadas 

• Estas válvulas son robustas para alta presión y alta temperatura. 
• Dependiendo del material del asiento, pueden utilizarse tanto para bajas como para altas temperaturas. 
• Las válvulas de bola forjadas son versátiles en tamaño, lo que las hace adecuadas para aplicaciones de pequeña a alta presión. 
• Son muy duraderas si se utilizan según las instrucciones del fabricante de la válvula de bola forjada. 
• Estas válvulas tienen un diseño sencillo y compacto, lo que facilita su reparación, limpieza y mantenimiento. 
• Se abren y cierran rápidamente, ahorrando tiempo. 
• Proporcionan cierres estancos sin fugas de fluidos. 
• Las válvulas de bola forjadas son fáciles de manejar. 
• Pueden utilizarse en una amplia gama de aplicaciones industriales.

 

Desventajas de las válvulas de bola forjadas 

• El asiento y la bola de la válvula se desgastan rápidamente cuando se utilizan para controlar fluidos con lodos. 
• La válvula se cierra y se abre rápidamente, lo que provoca una sobrepresión y un fallo por martilleo. 
• No son adecuados para aplicaciones de estrangulamiento. 

 

Localización de averías en válvulas de bola forjadas 

El fluido no pasa por la válvula 

• Materiales extraños en la válvula. Desmonte la válvula siguiendo las instrucciones del fabricante de la válvula de bola forjada y limpie los sólidos que bloquean la válvula. 
• La válvula está cerrada. Gire la válvula un cuarto de vuelta para abrir el paso del fluido. 
• Obstrucción de la tubería. Compruebe la tubería y retire cualquier material que pueda estar bloqueando el flujo de fluido.

Fugas a través del asiento 

• El asiento está dañado. Sustituya el asiento de la válvula. 
• Materiales extraños obstruyeron el asiento. Retire los materiales extraños. 
• Exceso de presión del fluido. Utilice la válvula a la presión recomendada por el fabricante de la válvula de bola forjada.

Fugas a través de la junta del cuerpo 

• Los pernos que conectan la tubería y la válvula están flojos. Apriete los pernos y las tuercas. 
• El flujo de fluido es a alta presión. Asegúrese de que la válvula se utiliza a la presión recomendada por el fabricante de la válvula de bola forjada. 
• La junta del cuerpo está dañada. Sustituya la junta. 

La válvula es difícil de manejar 

• Materias extrañas atascadas en el vástago. Abra la tapa de la válvula y limpie los materiales extraños. 
• Asiento defectuoso. Sustituya el asiento de la válvula. 

 

Resumen 

Las válvulas de bola forjadas son válvulas de bola fabricadas mediante el método de forja. Este método consiste en dar forma a la válvula a partir de materiales metálicos calentándolos a una temperatura específica. Con este método se obtienen válvulas de gran resistencia, aptas para altas presiones y temperaturas. La válvula funciona girando el volante un cuarto de vuelta. Al girar el volante en el sentido de las agujas del reloj, la válvula se abre y permite el paso del fluido. La rotación del volante en sentido contrario a las agujas del reloj cierra el paso del fluido. 

Los fabricantes de válvulas de bola forjadas tienen variedades de esta válvula que incluyen válvulas de cuerpo único; válvulas de bola forjadas de dos piezas, válvulas de bola forjadas de entrada superior, válvulas de bola forjadas de entrada lateral y válvulas de bola forjadas de tres vías, entre otras. Las aplicaciones de esta válvula incluyen suministro de agua municipal, procesamiento químico, alimentos y bebidas, irrigación, productos farmacéuticos y centrales eléctricas, entre otros. Las ventajas de utilizar esta válvula son su rapidez de funcionamiento, su alta resistencia, su versatilidad de tamaño, su durabilidad y su idoneidad para diversas aplicaciones industriales.